Est-ce que les étés sont statistiquement plus frais après un printemps frais ?

[TreizeVents]

Bonsoir,

 

C'est un sujet qui revient régulièrement les années où le printemps ne serait pas clément : d'après les statistiques, les printemps frais seraient statistiquement corrélés à des étés eux-mêmes plus frais - sous entendu, le printemps maussade que nous avons actuellement indiquerait une probabilité accrue d'avoir un été lui-même pas terrible. Et bien que cette thèse ait régulièrement donné lieu à des débats sur Infoclimat à chaque fois qu'elle est revenue sur le tapis (concrètement, à chaque printemps maussade), ces discussions se sont noyées dans pas mal de topics différents et ont pu être perdues de vues. Je ne vais pas prétendre solder une fois pour toutes ce débat, mais ce topic, qui pourra toujours ressortir au gré des besoins dans les années à venir, à surtout pour but de vous faire toucher du doigt les énormes problèmes méthodologiques qui entachent la plupart des billets et articles que vous pouvez trouver sur le sujet.

 

Histoire d'imager avec un joli déterrage de sujet, je vais vous ramener en 2013 avec cet exemple de prévision. Extrait choisi :

 

Citation

 

Des statistiques qui ne jouent pas en notre faveur

Ces données numériques sont également comparées à une analyse statistique afin d’apporter une meilleure fiabilité à ces prévisions : en regardant ce qui s’est passé lors des années où les printemps étaient maussades, on constate qu’à plus de 80%, ils étaient suivis d’été frais et humides. Dans les années 1960 puis à nouveau dans la décennie 2000, aucun printemps « pourri » n’a été suivi d’un réel bel été. Dans les décennies 1970, 80 et 90, on trouve trois exceptions notables : 1975, 1983 et 1995, où les étés furent très chauds mais aussi orageux. Seule l’année 1983 est l’exception qui confirme la règle, avec un mois comparable à celui que nous connaissons, suivi d’un mois de juillet caniculaire.

 

 

Question, quel élément absolument fondamental vous manque dans ce paragraphe pour juger de la pertinence de cette argumentation ?

 

Allez, je vous aide : c'est quoi un printemps ou un été frais ? "Frais", cela signifie que l'on apporte un jugement sur le caractère thermique de cette saison, et qu'on le compare à autre chose. Mais à quoi ? Tous les printemps et étés de Paris, sans exception et depuis 1600, ont été frais par rapport à ceux d'Abidjan. Et inversement, ils ont été très chauds par rapport à ceux de Svalbard. Bon d'accord, j'enfonce une porte ouverte avec une démonstration absurde. Mais n'empêche, ces années où les printemps ont été maussades avec 80 % d'étés frais et humides en suivant d'après l'article, c'est à partir de quel critère ? Comment ils ont défini que tel printemps entrait dans la catégorie des "maussades", et pas des "normaux" ?

 

Vous pensez probablement, à ce stade, que dans le fond c'est pas forcément important comme précision nécessaire. Regardons-ça.

 

 

Voici, dans la table ci-dessous, un bilan rétrospectif depuis 1930 des anomalies thermiques en France (valeurs de l'indicateur thermique MF via Infoclimat). La première valeur indique l'anomalie thermique du printemps, la seconde valeur indique l'anomalie thermique de l'été. Les années vertes sont celles où un printemps frais a été effectivement suivi d'un été lui-même frais. Sur 72 printemps frais, 67 ont été suivis d'un été lui-même frais, soit une écrasante majorité de 93 % : sans aucun doute possible, les printemps frais sont statistiquement liés à des étés eux-mêmes frais.

 

 

 

 

Voici, dans la table ci-dessous, un bilan rétrospectif depuis 1930 des anomalies thermiques en France (valeurs de l'indicateur thermique MF via Infoclimat). La première valeur indique l'anomalie thermique du printemps, la seconde valeur indique l'anomalie thermique de l'été. Les années vertes sont celles où un printemps frais a été effectivement suivi d'un été lui-même frais. Sur 31 printemps frais, 15 ont été suivis d'un été lui-même frais, soit un bilan de un sur deux qui démontre sans aucun doute possible que les printemps frais ne favorisent ni les étés chauds, ni les étés frais.

 

 

 

 

Là, si tout va bien, j'ai fait bugger votre cerveau. Parce qu'il n'y a pas de trucage, toutes les valeurs présentées ici, dans les deux tableaux, sont rigoureusement justes.

Comment est-ce possible ? Simplement le premier tableau vous donne les anomalies par rapport à la moyenne 1981-2010, et le second les anomalies par rapport à la moyenne 1951-1980.

Dit autrement, j'ai simplement modifié le critère forcément arbitraire par lequel je classifie les saisons comme "fraîches" ou "pas fraîches", et cela a suffit à inverser de manière irrémédiable ma conclusion.

 

 

Je recommence donc :
 

Citation

 

Des statistiques qui ne jouent pas en notre faveur

Ces données numériques sont également comparées à une analyse statistique afin d’apporter une meilleure fiabilité à ces prévisions : en regardant ce qui s’est passé lors des années où les printemps étaient maussades, on constate qu’à plus de 80%, ils étaient suivis d’été frais et humides. Dans les années 1960 puis à nouveau dans la décennie 2000, aucun printemps « pourri » n’a été suivi d’un réel bel été. Dans les décennies 1970, 80 et 90, on trouve trois exceptions notables : 1975, 1983 et 1995, où les étés furent très chauds mais aussi orageux. Seule l’année 1983 est l’exception qui confirme la règle, avec un mois comparable à celui que nous connaissons, suivi d’un mois de juillet caniculaire.

 

 

Maintenant, que pensez-vous de cette affirmation ? Si vous avez bien suivi où je voulais en venir, vous devez en penser que sans aucune précision de comment ils ont classifié les saisons "fraîches" des autres, ils vous prennent pour des jambons. De manière générale, à partir du moment où vous lisez un article ou un billet traitant de comparaisons entre des saisons et/ou des indices saisonniers, dès lors qu'on ne vous apporte aucune information utile sur la manière dont ces saisons ont été classifiées, cela signifie que l'auteur vous apporte une conclusion qu'il a (volontairement ou non) choisie par avance via le critère qu'il a décidé de retenir arbitrairement, et qu'en prime en tenant secret ce critère il vous empêche (là aussi volontairement ou non) d'avoir le moindre jugement sur la pertinence de sa démarche.

 

 

Passé cette démonstration qui avait avant tout pour objet de vous sensibiliser au plus gros écueil méthodologique que peuvent avoir ce genre de comparaisons, on va maintenant essayer d'avancer sur la question de fond du topic, est-ce que les printemps frais sont statistiquement corrélés à des étés frais ?

Le problème, c'est que pour répondre à ce question, le point fondamental qu'il faut absolument résoudre avant, c'est le choix du critère qui va permettre de classifier ces saisons, et ce critère il est nécessairement arbitraire. Neuf fois sur dix, ceux qui s'essayent à ces études comparatives vont utiliser une norme fixe, calculée à partir d'une moyenne plus ou moins longue d'années. Le problème, c'est que dans un climat qui se réchauffe grandement, utiliser une norme fixe c'est juste du suicide.

 

Dans mon premier tableau, celui où j'arrive à 93 % de printemps frais corrélés à des étés eux-mêmes frais, on peut illustrer facilement cette problématique :

 

 

 

 

En prenant une moyenne très récente, et donc très réchauffée, je vais forcément trouver des anomalies froides largement dominantes dans un passé qui était moins chaud. Et -oh magie-, ben les années plus froides étaient froides sur les printemps comme sur les étés. On arrive même à sortir, entre 1953 et 1996, pas moins de 44 printemps consécutifs frais par rapport à ma moyenne thermique récente surchauffée, corrélés à 42 étés eux-mêmes frais.

 

Et quelque soit la norme fixe que vous pouvez décider de prendre, vous aurez forcément un effet de bord qui va nécessairement venir saboter la valeur intrinsèque de vos résultats. Dans l'exemple ci-dessous je vous montre le problème avec une norme trop haute sur une série courte, mais imaginons que je veuille travailler sur une série très longue, par exemple depuis 1750 pour la moitié nord de la France, et que je me prenne en référence une norme ancienne, celle du XIXè siècle. Ai-je besoin de prendre le temps de vous expliquer pourquoi mes résultats ne vont plus rien valoir après 1980 ?

 

 

 

 

 

Donc, comment avancer ?

 

C'est forcément arbitraire comme choix, mais à mon sens la moins pire des options c'est de travailler sur des normes adaptables, c'est à dire de juger du caractère frais d'une saison par rapport aux années voisines.

C'est à dire que pour dire si le printemps 1904 a été frais, on ne va pas utiliser la même norme de comparaison que pour le printemps 2014.

 

J'ai donc téléchargé les données reconstruites de Berkeley pour la moitié nord de la France, que vous pouvez aussi trouver sur cette page. J'ai ensuite compilé les valeurs moyennes de chaque printemps et chaque été en France depuis 1750, et j'ai comparé leur valeur par rapport à la période de 29 ans centrée sur N (ainsi par exemple, pour l'année 1900, l'anomalie est calculée par rapport à la moyenne 1886-1914.

 

Je vous donne le résultat : sur la période 1764-2006, 138 printemps ont présenté un bilan thermique déficitaire par rapport aux années avoisinantes, et 57 d'entre eux (soit environ 41 %) ont été suivis d'un été lui aussi déficitaire.

 

Je ne prétends pas apporter une réponse ferme et définitive au débat, comme on l'a vu de toute façon faute d'avoir un critère de sélection unique et qui fasse l'unanimité, vous pourrez obtenir autant de conclusions diverses et variées que vous le souhaiterez. Personnellement et vous l'aurez sûrement compris, je ne crois pas en l'existence d'une relation entre les printemps et les étés, et j'ai étayé mon point de vue de ce qui me semble la méthode la plus pertinente, pour démontrer que cette relation n'existe pas. Mais c'est aussi à chacun de vous de vous forger une opinion - et ce topic aura au moins le mérite de vous donner les clés pour le faire.

 

 

Pour aller encore plus loin, une autre remarque : pour considérer qu'une saison est "pourrie" ou "maussade", un bon critère a aussi prendre en compte est celui du temps sensible. Selon les circonstances, selon les répartitions des régimes de temps, selon aussi les ressentis qui sont propres à chacun, nous pouvons tous avoir des ressentis différents sur des saisons qui dépassent le simple critère thermique. Ce mois d'avril, beaucoup de gens le trouvent pas si mal car "même si les matinées sont fraîches au moins il fait vraiment beau". Un critère intéressant à rajouter sur des études de ce genre, ce serait la pluviométrie. Et pas forcément les cumuls de chaque saison, mais plutôt le nombre de jours de pluie (un mois avec 30 jours de crachin breton donnant 1 mm chacun c'est pas la même chose que 30 jours ensoleillés avec juste un passage orageux donnant 30 mm en une heure).  Mais vous rajoutez une complexité et encore plus d'arbitraire : un printemps à -0.5° mais avec -8 jours de précipitations par rapport à la normale, vous le classez comment ? Qu'est-ce qui va compter le plus entre les deux critères, et comment mélanger dans un bilan unique des degrés et des jours de pluie ? Je me suis tenté à l'exercice il y a quelques années avec plusieurs essais que je n'ai jamais vraiment trouvés concluants .. et qui en outre, n'ont pas davantage mis en relief l'existence d'une supposée relation entre les printemps et les étés.

 

[Seziou / Zarge ©]

Je

Te

Kiffe

!!!!

 

J'y ai cru au début. 

[th38]

Il y a 8 heures, TreizeVents a dit :

 

Un critère intéressant à rajouter sur d.es études de ce genre, ce serait la pluviométrie Et pas forcément les cumuls de chaque saison, mais plutôt le nombre de jours de pluie (un mois avec 30 jours de crachin breton donnant 1 mm chacun c'est pas la même chose que 30 jours ensoleillés avec juste un passage orageux donnant 30 mm en une heure).  Mais vous rajoutez une complexité et encore plus d'arbitraire : un printemps à -0.5° mais avec -8 jours de précipitations par rapport à la normale, vous le classez comment ? Qu'est-ce qui va compter le plus entre les deux critères, et comment mélanger dans un bilan unique des degrés et des jours de pluie ? Je me suis tenté à l'exercice il y a quelques années avec plusieurs essais que je n'ai jamais vraiment trouvés concluants .. et qui en outre, n'ont pas davantage mis en relief l'existence d'une supposée relation entre les printemps et les étés.

 

 

Merci 13 V pour cette étude nourrie !

Sujet intéressant en effet, qui revient souvent en effet, et une étude statistique s'imposait.

Cela étant, ce sont surtout les raisons qui seraient intéressantes à connaître expliquant une éventuelle corrélation

Mais forcément, les raisons sont peu évidentes, et les corrélations finalement très lâches. D'ailleurs après un automne fais, quel hiver ? Après un hiver froid, quel printemps ?...

 

Il me semble que derrière "frais" c'est plutôt humide qu'il faut aller chercher. Un printemps humide, c'est beaucoup, beaucoup de transpiration dans les deux mois qui suivent. Ca ne change pas les configurations synoptiques à venir, mais ça calme quand même le thermomètre.

On sait que cet été, il fera beaucoup plus chaud dans le Sahara que dans la cuvette du Congo, beaucoup plus chaud dans la vallée de la mort que dans la forêt amazonienne...

En France, on retrouve un peu ces résultats quand même

Les gros étés/ période caniculaire, interviennent plus facilement quand il y a rien à transpirer

 

Je prends les gros étés (/ norme 51-80 : +1.5°C jusqu'en 90, +2°C ensuite)  et la pluviométrie qui à suivi sur la station de Lyon (je ne sais pas regrouper plusieurs stations sans prendre mon stylo.....)

 

Etés "chauds"     Pluviométrie du printemps précédent

1945                                    -

1947                                    -

1949                                    -

1950                                    -

1952                                    +

1976                                    -

1983                                    -

1994                                    -

2003                                   -

2006                                   =

2015                                    -

2017                                    -

2018                                    +

2019                                    -

 

La corrélation semble bien fonctionner me semble-t-il car on tient un paramètre qui a du sens... (grosse réserve faite sur la pauvreté de l'échantillon de la pluviométrie)

Certes, on a toujours cette exception de 1983, encore faut-il dire que juin de cette année là a été un des mois de juin les plus secs depuis les relevés, ce qui avait sans nul doute pompé pas mal l'humidité du printemps.

 

A l'inverse, l'été le plus frais depuis 100 ans, soit 1977, avait eu un printemps inondé, avec chacun des 3 mois une pluviométrie largement excédentaire...

 

Pour cette année 2021, pour l'instant, le printemps est plus frais que la normale certes, mais surtout, il est beaucoup, beaucoup plus sec...

Modifié 20 avril 2021 par th38

[TreizeVents]

Bonjour @th38 et merci pour ton retour,

 

Il y a 10 heures, th38 a dit :

Il me semble que derrière "frais" c'est plutôt humide qu'il faut aller chercher. Un printemps humide, c'est beaucoup, beaucoup de transpiration dans les deux mois qui suivent. Ca ne change pas les configurations synoptiques à venir, mais ça calme quand même le thermomètre.

On sait que cet été, il fera beaucoup plus chaud dans le Sahara que dans la cuvette du Congo, beaucoup plus chaud dans la vallée de la mort que dans la forêt amazonienne...

En France, on retrouve un peu ces résultats quand même

Les gros étés/ période caniculaire, interviennent plus facilement quand il y a rien à transpirer

 

Pour un complément, il existe effectivement des relations, démontrées scientifiquement, entre les conditions estivales en Europe et la pluviométrie des saisons précédentes. Mais les choses sont cependant un peu nuancées :

 

- La corrélation s'établit davantage avec les précipitations d'hiver et de début de printemps que celles du seul printemps. De la pluie en janvier / février est donc plus importante, du point de vue de cet indicateur, que des précipitations survenues après le 15 avril. Dans un contexte où on parle ici avant tout des conditions du printemps, cette remarque est importante car elle induit qu'une fin avril ou qu'un mois de mai bien pluvieux ne vont pas forcément jouer (par contre ils peuvent massacrer notre ressenti sur la saison pour celui qui attend "le joli mois de mai").

- La corrélation s'établit davantage avec les précipitations du bassin méditerranéen, et mis à part sa frange la plus au sud la France est un peu en marge. Dit autrement, la pluviométrie de Lisbonne, de Malaga ou de Bologne est bien plus importante dans le processus que celle de Bordeaux ou de Mâcon. Par ailleurs, la corrélation sur les étés qui suivent est aussi meilleure en Europe centrale qu'en Europe occidentale : non seulement la pluviométrie de Madrid joue plus que celle de Clermont Ferrand, mais qui plus est l'impact est bien plus décelable à Budapest qu'à Orléans.

- Les déficits pluviométriques méditerranéens n'augmentent pas la probabilité de survenue d'épisodes caniculaires, mais ils augmentent leur intensité. Il fera plus chaud que ce qu'il aurait du en cas de blocage en flux de sud, mais la probabilité de voir un blocage de sud s'installer n'est pas plus grande. Et si on tape un régime de nord-ouest, même si l'Espagne a connu une sécheresse hivernale / printanière historique, il fera quand même bien frais à Lyon.

 

La petite remarque intéressante, c'est que si les chercheurs ont pu démontrer qu'un hiver / printemps sec dans les régions méditerranéennes augmentait le risque de canicule l'été suivant, l'inverse n'est pas flagrant : un hiver / printemps humide ne met pas forcément à l'abri d'un été chaud et sec.

[Barth61]

On pouvait s'en doutait, mais très belle analyse TreizeVents !

Ce qui démontre bien la limite des statistiques vis à vis du climat/corrélation que l'on peut faire.

[Arkus]

Pour rajouter une petite pièce dans la machine avec ma vision des choses : si on veut résumer les choses brièvement, les prévisions naïves sur bases de corrélations brutes des anomalies saisonnières tombent dans l'écueil habituel de confondre corrélation et causalité. La corrélation entre A et B n'a une capacité prédictive que s'il existe une causalité directe telle que A => B. Dans le reste des cas, la corrélation ne reflète qu'une cause commune C telle que C => A et C => B simultanément.

Ici tout simplement la cause commune est la tendance climatique de fond :

• Climat frais => printemps frais + probable

Et simultanément :

• Climat frais => été frais + probable

Et vice-versa.

 

Du coup l'occurrence isolée d'un printemps frais pris isolément ne nous apprend rien sur l'été à venir puisque la réciproque de la première proposition n'est évidemment pas vraie : nous ne sommes pas actuellement dans un climat frais, bien au contraire.

 

 

Si on veut voir les choses des manière chiffrée, voici les anomalies des printemps et été (les moyennes calendaires sont représentées par les points rouges) :

 

 

 

De toute évidence, les séries ne sont pas stationnaires, et la tendance de fond est commune, il est donc parfaitement logique que les séries soient corrélées.

Mathématiquement, le coefficient de corrélation est de 0.51 : même si on pourrait faire mieux, c'est clairement significatif, mais ce n'est pas franchement un scoop !

 

 

 

 

Maintenant refaisons l'exercice en retirant la cause commune, c'est à dire en filtrant la tendance long terme représentée dans les graphiques postés plus haut. Nos anomalies saisonnières ont désormais cette tête là :

 

 

Et maintenant si on regarde la corrélation entre ces deux séries filtrées ... patatras ! On tombe à un coefficient de 0.20, autrement dit rien de significatif, et donc aucun caractère prédictif. Un printemps frais par rapport au climat du moment n'annonce aucune tendance pour l'été à venir.